Dibujos
Leonardo no fue pintor prolífico, pero sí lo fue como dibujante, manteniendo diarios llenos de pequeños esbozos y detallados dibujos que documentan todo tipo de cosas que llamaran su atención. Además de los diarios, hay muchos estudios de sus pinturas, algunos de los cuales pueden identificarse como preparatorios de algunas obras concretas como La adoración de los Magos, La Virgen de las Rocas y La última Cena.
El 5 de agosto de 1473 Leonardo fecha su primera obra cierta: un Paisaje del valle del Arno, que muestra el río, las montañas, el castillo de Montelupo y las granjas que quedan detrás, con gran detalle. Hoy está en los Uffizi.
Entre sus famosos dibujos está el Hombre de Vitruvio, un estudio de las proporciones del cuerpo humano, la Cabeza de un ángel, para La Virgen de las Rocas del Louvre, un estudio botánico de Estrella de Belén y un gran dibujo (160×100 cm.) en tiza negra sobre papel coloreado de La Virgen, el Niño Jesús, santa Ana y san Juan Bautista en la National Gallery de Londres. Este dibujo emplea la sutil técnica del sfumato para sombrear, al estilo de la Mona Lisa. Se cree que Leonardo nunca hizo con ello una pintura, siendo lo más parecido La Virgen, el Niño Jesús y santa Ana del Louvre.
Otros interesantes dibujos incluyen numerosos estudios de deformidades faciales a los que frecuentemente se les llama "caricaturas" (Cabezas grotescas, h. 1490), cuando un examen detenido de las proporciones del esqueleto indica que la mayor parte están basadas en modelos reales.
Hay numerosos estudios del bello joven, Salaino, con sus raros y muy admirados rasgos faciales, el llamado "perfil griego".16 A menudo lo representa con disfraces. Se sabe que Leonardo diseñó decorados para cabalgatas, con lo que pueden relacionarse estos dibujos. Otros dibujos, a menudo meticulosos, muestran estudios de drapeados. Un marcado desarrollo en la habilidad de Leonardo de pintar los ropajes se aprecia en sus primeras obras.
Otro dibujo muy reproducido es el dibujo de un ahorcado, Figura d'impiccato, hoy en el Museo Léon-Bonnat de Bayona: es un esbozo macabro realizado en Florencia en 1479 mostrando el cuerpo de Bernado di Bandino Baroncelli, por su intervención en la conspiración de los Pazzi. Con la frialdad de un notario, Leonardo apunta junto al dibujo el tipo y color de las ropas que Baroncelli llevaba cuando murió.17
Hacia 1508 realizó el hermoso dibujo femenino conocido como La despeinada.
Escultura
No ha llegado a nuestros días ninguna de sus esculturas. El proyecto escultórico de Leonardo del que más se sabe es el que de una estatua ecuestre que representara a Francisco Sforza, padre de Ludovico el Moro. Sobrepasaba en tamaño las otras dos estatuas ecuestres de bronce del Renacimiento: Gattamelata de Donatello en Padua y Bartolomeo Colleoni de Verrocchio en Venecia.
Leonardo ejecutó en arcilla el modelo, conocido como el "Gran Caballo". Estaba previsto que fuera una estatua en bronce, de 8 metros de altura, y se alzaría en Milán. Se prepararon 70 toneladas de metal para moldearla. El monumento quedó sin acabar durante varios años, lo que no era inusual en Leonardo. Miguel Ángel dijo que Leonardo no era capaz de fundir la estatua.4 En 1495 el bronce se usó para fabricar cañones para el Duque en un intento de salvar Milán de los franceses bajo el reinado de Carlos VIII de Francia en 1495.
Por iniciativa privada, se construyó en 1999 en Nueva York una estatua construida según sus planos que fue donada a la ciudad de Milán, donde se erigió.
Notas científicas y técnicas
Leonardo no fue un hombre culto al estilo de su época: no aprendió latín y no era el prototipo de humanista, llamándose a sí mismo "hombre sin letras", por lo que era ignorado por los estudiosos contemporáneos. Tampoco dominaba el álgebra, por lo que resulta excesivo considerarlo un matemático. Sin embargo, hoy en día aún sorprenden sus trabajos sobre ingeniería, los pájaros, el vuelo y otras áreas que suscitaron su insaciable curiosidad.

Registraba con minuciosidad sus elucubraciones sobre temas técnicos y científicos. Combinaba en ellas perfectamente el arte con la ciencia para representar de la mejor manera posible la materialización de sus ideas. Con cierto afán críptico, como si no quisiera desvelar del todo sus descubrimientos, Leonardo escribía de derecha a izquierda todos sus diarios, utilizando la llamada escritura especular, por ser zurdo, de manera que de no tener costumbre, para poder leer sus escritos, había que utilizar un espejo.
Dotado de una aguda capacidad de observación, su aproximación a la ciencia nunca destacó por sus explicaciones teóricas ni por recurrir a experimentos; en cambio, para comprender los fenómenos que le interesaban los describía y dibujada hasta sus últimos detalles; planeando realizar una gran enciclopedia basada en detallados dibujos de todo lo conocido.
Relativamente pocos de sus diseños fueron construidos o eran posibles en vida del autor
Sus detallados estudios de la anatomía son quizá más impresionantes que sus trabajos pictóricos. La formación de Leonardo en la anatomía del cuerpo humano comenzó durante su aprendizaje con Andrea del Verrocchio, pues este maestro insistía en que todos sus alumnos aprendieran anatomía. Como artista, rápidamente se hizo maestro de anatomía topográfica, dibujando muchos estudios de músculos, tendones y otros rasgos anatómicos visibles; igualmente, dibujó el corazón y el sistema vascular, los órganos sexuales, y otros órganos internos. Hizo uno de los primeros dibujos científicos de un feto in utero.
Como artista de éxito, obtuvo permiso para diseccionar cadáveres humanos en el Hospital de Santa Maria Nuova en Florencia y más tarde en hospitales de Milán y Roma. Produjo muchos dibujos anatómicos extremadamente detallados. El ejemplo más destacado es el Hombre de Vitruvio (h. 1490), estudio de las proporciones humanas basado en el tratado recién descubierto del arquitecto romano Marco Vitruvio.
De 1510 a 1511 colaboró en sus estudios con el doctor Marcantonio della Torre y juntos prepararon un trabajo teórico sobre la anatomía para la que Leonardo hizo más de 200 dibujos. Se publicó sólo en 1680 (161 años después de su muerte) con el título de Tratado sobre la pintura.
Igualmente estudió y dibujó la anatomía de muchos otros animales. Diseccionó vacas, pájaros, monos, osos, y ranas, comparando en sus dibujos su estructura anatómica con la de los humanos. Hizo también una serie de estudios de caballos.
Como artista, Leonardo observó atentamente y documentó los efectos de la edad y de la emoción humana sobre la fisiología, estudiando en particular los efectos de la ira. También dibujó muchos modelos de personas con significativas deformidades faciales o signos de enfermedad.
Sus notas contienen dibujos de numerosas innovaciones como diversas máquinas para volar, incluido un artefacto parecido el helicóptero. El 3 de enero de 1496 ensayó una de sus máquinas para volar sin éxito. Estudió o prefiguró armas de fuego, tanques armados, el esnórquel de buceo, el paracaídas, un submarino y un dispositivo con engranajes que se cree era una máquina para calcular.
En 1502 Leonardo proyectó un puente de 240 m de luz que formaba parte de un proyecto de construcción para el Sultán Bayaceto II de Constantinopla. La obra jamás se realizó, sin embargo, en 2001, la idea se resucitó para la construcción de un puente más pequeño en Noruega basado en el diseño de Leonardo.
Además hizo certeras observaciones sobre diversos restos de fósiles.
Leonardo nunca publicó o distribuyó los contenidos de sus manuscritos que permanecieron inéditos hasta el siglo XIX cuando pudieron conocerse sus contribuciones al desarrollo técnico y científico. Por esta razón L. Sprague de Camp le considera no como el primer ingeniero moderno, sino como el último de los ingenieros de la antigüedad, haciendo notar que tras la época de Leonardo se formalizó la publicación de los descubrimientos científicos. Sus contribuciones a otras artes, por ejemplo la escultura, y a ciencias como ingeniería, mecánica, física, biología, arquitectura, anatomía, geología y matemáticas fue decisiva. Considera a estas últimas como la llave de la naturaleza. Aunque su obra conocida en esta especialidad no está escrita con suficiente rigor ni los resultados obtenidos fueron decisivos en aquel momento, merece, sin embargo, ser considerado en la historia del pensamiento matemático universal por sus prodigiosas intuiciones, en particular, las de carácter geométrico. Algunas de ellas se plasmaron en realidades en los siglos posteriores.
Estudios de embriones, hacia 1510-1513, pluma sobre tiza roja, 30,5 cm. × 20 cm., Biblioteca Real, Castillo de Windsor
Estudio anatómico del brazo.

Un diseño para una máquina voladora.
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